DE915196C - Ammonium nitrate weather explosive - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Ammoniumnitrat-Wettersprengstoffen von Pulverkonsistenz, welche Natriumchlorid als flammenlöschenden Bestandteil enthalten und eine geringe Dichte aufweisen.The invention relates to improvements in ammonium nitrate weather explosives of powder consistency, which contain sodium chloride as a flame-extinguishing component and a low Have density.
Bei der Herstellung von Pulversprengstoffen mit geringer Dichte wird diese gewöhnlich dadurch erreicht, daß der Sprengstoffmasse ein getrockneter pflanzlicher Kohlehydratbestandteil zugesetzt wird,In the manufacture of low density powder explosives, this usually increases the density achieves that a dried vegetable carbohydrate component is added to the explosive mass,
ίο der selbst eine ungewöhnlich geringe Dichte aufweist, selbst wenn er in zusammengepreßter Form vorliegt, und zwar beispielsweise Balsaholzmehl, gemahlener Kork, getrocknetes Zuckerrohr oder gewisse, eine geringe Dichte aufweisende Torf arten. Es war auch üblich, bei der Herstellung derartiger Sprengstoffe Ammoniumnitrat mit geringer Schüttdichte zu verwenden. Trotzt dieser Zusätze ist es immer noch umständlich und schwierig, einen Ammoniumnitrat-Wettersprengstoff von geringer Dichte bei gewünschter Zusammensetzung zu erhalten. aoίο which itself has an unusually low density, even if it is in a compressed form, for example balsa wood flour, ground Cork, dried sugar cane or certain types of low-density peat. It was too It is common to use ammonium nitrate with a low bulk density in the manufacture of such explosives. Despite these additives, it is still cumbersome and difficult to use an ammonium nitrate weather explosive of low density with the desired composition. ao
So hat die Anwendung eines verhältnismäßig hohen Anteils des die geringe Dichte besitzenden pflanzlichen Kohlehydratzusatzstoffes den Nachteil, daß es notwendig wird, gleichzeitig ein entsprechend hohes Verhältnis eines oxydierenden Salzes mit einem hohen verfügbaren Sauerstoffgehalt, gewöhnlich Natriumnitrat, anzuwenden, was die Wirkung hat, daß der Anteil an dem flammenlöschenden Bestandteil, der in der Masse angewandt werden kann, beschränkt wird. Es ist weiterhin bekannt, Ammoniumnitrat in bestimmten Formen von außerordentlich geringer Schüttdichte anzuwenden, um die Erreichung eines eine geringe Dichte aufweisenden Ammoniumnitrat-Wetterspreng-So the application has a relatively high proportion of the low density vegetable carbohydrate additive has the disadvantage that it becomes necessary at the same time a correspondingly high ratio of an oxidizing salt with a high available oxygen content, usually sodium nitrate, to apply what has the effect that the proportion of the flame-extinguishing ingredient that can be applied in bulk. It is also known, ammonium nitrate in certain forms of extremely low bulk density apply to achieve a low density ammonium nitrate weather blasting
stoffes zu ermöglichen, jedoch bestehen die Formen von Ammoniumnitrat, welche eine außergewöhnlich geringe Dichte besitzen, aus hohlen Kristallanhäufungen von einer sehr brüchigen Natur und infolge ihrer Brüchigkeit und den Änderungen in der Kristallform beim Lagern, insbesondere unter feuchten Bedingungen, können Schwierigkeiten entstehen beim Transportieren an den Ort der Sprengstoffherstellung. Diese Kristallanhäufungen können auch bei den ίο hergestellten Sprengstoffmischungen beim Lagern oder auf dem Transport zerfallen.However, there are forms of ammonium nitrate, which are exceptional low density, made up of hollow crystal clusters of a very fragile nature and due to their brittleness and changes in crystal shape during storage, especially under moist conditions Conditions, difficulties may arise when transporting to the location of the explosives manufacture. These crystal accumulations can also occur in the explosives mixtures produced during storage or disintegrate in transit.
Die Anwendung von Natriumchlorid als flammenlöschenden Bestandteil bei Wettersprengstoffen ist allgemein bekannt, und bisher wurde das Natriumchlorid in der Form eines gut getrockneten, verhältnismäßig feinen Pulvers mit einem hohen Schüttgewicht von etwa 1,2 bis 1,3 g/ccm bei einem Druck von 1,7 at angewandt. Dieser Stoff kann durch direkte Verdampfung einer Salzsole im Vakuum hergestellt werden oder durch Mahlen von gröberem Material, wie beispielsweise in offenen Pfannen hergestelltes Kochsalz.The use of sodium chloride as a flame-extinguishing ingredient in weather explosives is well known, and so far the sodium chloride has been in the form of a well-dried, proportionate fine powder with a high bulk density of about 1.2 to 1.3 g / ccm at a pressure of 1.7 at applied. This substance can be produced by direct evaporation of a brine in a vacuum or by grinding coarser material, such as that made in open pans Table salt.
Eine geringe Dichte aufweisender Ammoniumnitrat-Wettersprengstoff, welcher Kochsalz als flammenlöschenden Bestandteil enthält, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß er Natriumchlorid enthält, welches eine Schüttdichte besitzt, die nicht über 0,9 g/ccm bei 1,7 at Druck liegt.A low density ammonium nitrate weather explosive, which contains table salt as a flame-extinguishing ingredient is according to the invention characterized in that it contains sodium chloride, which has a bulk density that does not exceed 0.9 g / ccm at 1.7 at pressure.
Gemäß der Erfindung besteht also das Verfahren zur Herstellung eines eine geringe Dichte aufweisenden Ammoniumniträt-Wettersprengstoffes, welcher Natriumchlorid als flammenlösehenden Bestandteil enthält, darin, daß das in ihm enthaltene Natriumchlorid eine Schüttdichte besitzt, die nicht über 0,9 g/ccm bei 1,7 at Druck liegt.According to the invention, there is thus the method for producing a low-density one Ammonium nitrate weather explosive, which contains sodium chloride as a flame-dissolving component, in that the sodium chloride contained in it has a bulk density that does not exceed 0.9 g / ccm at 1.7 at pressure.
Die Verwendung von Natriumchlorid der angegebenen Schüttdichte ermöglicht die Herstellung von Pulverwettersprengstoffen von geringer Schüttdichte einer bestimmten Zusammensetzung. Es ermöglicht die Anwendung geringerer Mengen von pflanzlichem Kohlehydratmaterial mit geringer Dichte und ermöglicht so den Sauerstoffmangel der Sprenggase zu verringern oder die Menge an Natriumnitrat oder eines ähnlichen Salzes mit einem hohen Oxydationswert in der Sprengstoffmischung zu verringern und ermöglicht ferner, den Anteil an flammenlöschendem Salz zu erhöhen, so daß der Sicherheitsfaktor wesentlich verbessert wird, und macht es auch möglich, Formen von Ammoniumnitrat in diesen Sprengstoffmischungen anzuwenden, welche eine brauchbare Schüttdichte besitzen.The use of sodium chloride of the specified bulk density enables production of powder weather explosives of low bulk density of a certain composition. It allows the use of lower amounts of low density vegetable carbohydrate material and thus enables the oxygen deficiency of the explosive gases to be reduced or the amount of sodium nitrate or a similar salt with a high oxidation value in the explosive mixture and also makes it possible to increase the proportion of flame-extinguishing salt, so that the safety factor is significantly improved, and also makes it possible to use ammonium nitrate in these forms Use explosives mixtures which have a useful bulk density.
Natriumchlorid mit geringer Dichte, welches für die Durchführung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens geeignet ist, kann dadurch hergestellt werden, daß Kaliumnitrat einer siedenden Lösung von äquimolekularen Mengen an Natriumnitrat und Kaliumchlorid zugesetzt wird, welche in bezug auf entstehendes Natriumchlorid gesättigt ist. Es können aber auch die dendritischen Formen von Natriumchlorid angewandt werden, worunter Kristallanhäufungen verstanden werden, die mindestens drei Hauptachsen und Nadelform besitzen, wobei die Nadeln in mehr als einer Ebene liegen und in gewissen Fällen an den Nadeln noch kleinere Nadeln vorhanden sind. Dendritische Kristalle dieser Art, welche eine Schüttdichte von nicht über 0,7 g/ccm besitzen, was einer Packungsdichte unter einem Druck von 1,7 at von etwa 0,8 g/ccm entspricht, können dadurch hergestellt werden, daß eine Sole mit einem pH-Wert von mindestens 7, die ein Modifizierungsmittel enthält, welches das Aufwachsen an den Mittelpunkten der Würfelflächen verhindert, verdampft wird. Dieses modifizierende Mittel kann z. B. ein komplexes anorganisches Salz, Glycerin oder ein organisches Salz mit einer langen Kette und hydrophiler Endgruppe sein, es ist aber ein lösliches Ferro- oder Ferricyanid in Mengen von 1 bis 20 Gewichtsteilen pro Million und vorzugsweise 5 bis 15 Teilen pro Million der Ausgangssole vorzuziehen. Die Verdampfung wird durch mehrfach wirkende Faktoren erreicht.Low density sodium chloride, which is used for the practice of the subject invention Forming process is suitable, can be prepared in that potassium nitrate a boiling Solution of equimolecular amounts of sodium nitrate and potassium chloride is added, which in is saturated with respect to the sodium chloride formed. However, the dendritic forms of Sodium chloride are used, which are understood to be crystal clusters of at least three Have main axes and needle shape, with the needles in more than one plane and in certain Cases there are still smaller needles on the needles. Dendritic crystals of this type, which have a bulk density of not more than 0.7 g / ccm, which is a packing density below one A pressure of 1.7 at corresponds to about 0.8 g / ccm can be produced in that a brine with a pH of at least 7 that is a modifier contains, which prevents the growth at the centers of the cube faces, evaporates will. This modifying agent can e.g. B. a complex inorganic salt, glycerin or a organic salt with a long chain and a hydrophilic end group, but it is a soluble ferrous or ferricyanide in amounts of 1 to 20 parts per million by weight, and preferably 5 to 15 parts per million of the starting brine is preferable. The evaporation is caused by multiple acting factors achieved.
Da Ammoniumnitrat und Natriumchlorid keinen Kristallumwandlungspunkt bei 32,3° oder bei irgendeiner Temperatur besitzen, so erfahren ihre Dichteeigenschaften keine Veränderung, wenn sie unter etwas feuchten Bedingungen gelagert werden.Since ammonium nitrate and sodium chloride have no crystal transition point at 32.3 ° or at any Temperature, their density properties experience no change when they are below stored in slightly humid conditions.
In den folgenden Beispielen sind einige Ausführungsformen der Erfindung angegeben, worin die Teile und Prozentangaben sich auf Gewichtsmengen beziehen, wenn nichts anderes erwähnt ist. goIn the following examples some embodiments of the invention are given in which parts and Percentages relate to amounts by weight, unless otherwise stated. go
Ein Pulverwettersprengstoff mit geringer Dichte besitzt z.B. folgende Zusammensetzung:A powder weather explosive with low density has the following composition, for example:
80 : 20 Mischung von Nitroglycerin und80:20 mixture of nitroglycerin and
Äthylenglykoldinitrat 10%Ethylene glycol dinitrate 10%
Torf (einer Schüttdichte von 0,20 g/ccmPeat (a bulk density of 0.20 g / ccm
unter einem Packungsdruck von 1,7 at) 12% Ammoniumnitrat (einer Schüttdichte von ' 0,71 g/ccm unter einem Packungsdruckunder a pack pressure of 1.7 at) 12% Ammonium nitrate (a bulk density of 0.71 g / cc under a pack pressure
von 1,7 at 55.5%from 1.7 to 55.5%
Natriumnitrat 10%Sodium nitrate 10%
Natriumchlorid 12%Sodium chloride 12%
Diammoniumphosphat 0,2%Diammonium phosphate 0.2%
Naturharz 0,3% "5 Natural resin 0.3% " 5
In diesem Falle besteht das angewandte Natriumchlorid aus dendritischen Kristallen mit einer Schüttdichte von 0,82 g/ccm bei 1,7 at Druck, wobei 97% durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,5 mm, 48% durch ein solches einer Maschenweite von 0,25 mm und 16% durch ein solches einer Maschenweite von 0,152 mm hindurchgehen. Die angegebene Sprengstoffmischung wird durch übliches Mischen der Bestandteile in einem Mischer hergestellt. Die sich ergebende Sprengstoffpulvermischung besitzt unter einem Packdruck von 1,7 at eine Schüttdichte von 0,63 g/ccm. Dieser Sprengstoff wird zu einer Dichte von 0,62 g/ccm in Ladungen von 32 mm Durchmesser und 200 mm Länge verpreßt. Die Kraft beträgt 59% derjenigen von Sprenggelatine. Die Detonationsgeschwindigkeit beträgt I45om/sec. Der Sauerstoffmangel beträgt 1,4 g Sauerstoff pro 100 g des nicht eingewickelten, d. h. mit keiner Umhüllung versehenen Sprengstoffes.In this case, the sodium chloride used consists of dendritic crystals with a bulk density of 0.82 g / ccm at 1.7 at pressure, with 97% passing through a sieve with a mesh size of 0.5 mm, 48% through such a mesh size of 0.25 mm and 16% through such a mesh size of 0.152 mm pass through. The specified explosives mixture is made by conventionally mixing the ingredients in a mixer. The resulting Explosives powder mixture has a bulk density of 0.63 g / ccm under a packing pressure of 1.7 atm. This explosive is made to a density of 0.62 g / cc in charges of 32 mm in diameter and 200 mm Pressed length. The power is 59% that of blasting gelatin. The speed of detonation is I45om / sec. The oxygen deficiency is 1.4 g of oxygen per 100 g of the unwrapped, d. H. uncovered explosives.
Eine Vergleichssprengstoffpulvermischung, die nicht gemäß der Erfindung hergestellt wurde und die imA comparative explosive powder mixture which was not prepared in accordance with the invention and which is in
übrigen die gleiche Zusammensetzung, wie oben angegeben, besitzt, mit der Ausnahme, daß als Natriumchlorid das übliche im Vakuum getrocknete Material verwendet wurde, welches aus kubischen Kristallen einer Schüttdichte von 1,3 g/ccm bei 1,7 at bestand, und wobei die ganze Menge durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,5 mm, 86% durch ein solches einer Maschenweite von 0,25 mm und 57% durch ein solches einer Maschenweite von 0,152 mm hindurchgingen, besitzt eine Schüttdichte von 0,72 g/ccm bei 1,7 at, und wenn diese unter gleichen Bedingungen wie die gemäß der Erfindung hergestellte Mischung zu Ladungen verpreßt wird, besitzen diese eine Dichte von 0,67 g/ccm. Die Detonationsgeschwindigkeit betrug 1500 m/sec, und der Sauerstoffmangel beträgt 1,4 g/100 g nicht eingewickeltem Sprengstoff.otherwise has the same composition as indicated above, with the exception that as sodium chloride the usual vacuum dried material was used, which is made of cubic crystals a bulk density of 1.3 g / ccm at 1.7 at, and whereby the whole amount through a sieve with a mesh size of 0.5 mm, 86% through such a mesh size of 0.25 mm and 57% passed through a mesh size of 0.152 mm, has a bulk density of 0.72 g / ccm at 1.7 at, and when this under the same conditions as the mixture produced according to the invention is compressed into charges, these have a density of 0.67 g / ccm. The detonation speed was 1500 m / sec, and the oxygen starvation is 1.4 g / 100 g unwrapped explosives.
Wenn das dendritische Salz in einem gemäß der Erfindung hergestellten Pulversprengstoff durch Salz gleicher Schüttdichte ersetzt wurde, das so hergestellt wurde, daß Natriumnitrat rasch einer kochenden Lösung von äquimolekularen Teilen von Natriumnitrat und Kaliumchlorid zugegeben wurde, die mit Bezug auf das entstehende Natriumchlorid gesättigt war, wurde ein Pulversprengstoff erhalten, welcher unter einem Packungsdruck von 1,7 at eine Schüttdichte von 0,63 g/ccm aufweist.When the dendritic salt in a powder explosive produced according to the invention by salt of the same bulk density, which was prepared in such a way that sodium nitrate rapidly became a boiling point Solution of equimolecular parts of sodium nitrate and potassium chloride was added, which with With respect to the resulting sodium chloride being saturated, a powder explosive was obtained, which has a bulk density of 0.63 g / ccm under a pack pressure of 1.7 atm.
Eine Wettersprengstoffpulvermischung mit den gleichen Sprengeigenschaften wie die Sprengstoffpulvermischung gemäß Beispiel 1 kann dadurch hergestellt werden, daß die Prozentgehalte an dendritischem Natriumchlorid und Ammoniumnitrat auf 14 bzw. 65% erhöht wurden und gleichzeitig der Torfgehalt auf 10% verringert wurde unter Weglassung des Natriumnitratzusatzes. Die sich ergebende Sprengstoffmischung besitzt eine Schüttdichte von 0,65 g/ccm bei 1,7 at Druck, und wenn diese Masse zu Ladungen einer Dichte von 0,70 g/ccm gepreßt wird, so besitzen diese eine Detonationsgeschwindigkeit von 1600 m/sec. Die Wirksamkeit dieses Sprengstoffes wurde in einem ballistischen Mörser mit 62% derjenigen von Sprenggelatine bestimmt, und der Sauerstoffmangel beträgt 1,4 g/100 g nicht eingewickeltem Sprengstoff.A weather explosives powder mixture with the same explosive properties as the explosives powder mixture according to Example 1 can be prepared in that the percentages of dendritic Sodium chloride and ammonium nitrate were increased to 14 and 65% and at the same time the peat content was reduced to 10% while omitting the addition of sodium nitrate. The resulting explosives mixture has a bulk density of 0.65 g / ccm at 1.7 at pressure, and when this mass becomes charges a density of 0.70 g / ccm is pressed, they have a detonation speed of 1600 m / sec. The effectiveness of this explosive was in a ballistic mortar with 62% that of explosive gelatin determined and the oxygen deficiency is 1.4 g / 100 g unwrapped explosives.
Eine Wettersprengstoffpulvermischung wird in der gleichen Weise durch Mischen hergestellt,, und sie besitzt die gleiche Zusammensetzung wie der Pulversprengstoff gemäß Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß der Prozentgehalt an Torf auf 10% verringert und der Prozentgehalt an Ammoniumnitrat auf 57>5% gesteigert wird. Die sich ergebende Sprengstoffpulvermischung besitzt eine Schüttdichte von 0,68 g/ccm bei 1,7 at Druck und einen Sauerstoffüberschuß von 1,8 g/100 g nicht eingewickeltem Sprengstoff.A weather explosives powder mix is made in the same way by mixing, and them has the same composition as the powder explosive according to Example 1 with the exception that the percentage of peat is reduced to 10% and the percentage of ammonium nitrate up 57 is increased by> 5%. The resulting explosive powder mixture has a bulk density of 0.68 g / ccm at 1.7 atm pressure and an excess of oxygen of 1.8 g / 100 g unwrapped Explosive.
Eine Wettersprengstoffpulvermischung wird hergestellt, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß die Prozentgehalte an Torf und an Ammoniumnitrat auf 7 und 45% verringert werden und der Prozentgehalt an dendritischem Salz auf 37,5% erhöht wird. Die Schüttdichte der sich ergebenden Pulversprengstoffmischungen beträgt dann 0,78 g/ccm bei 1,7 at Druck, und wenn dieses Pulver zu Ladungen einer Dichte von 0,75 g/ccm verdichtet wird, beträgt seine Detonationsgeschwindigkeit 1450 m/sec. Die Kraft beträgt 39% derjenigen einer Sprenggelatine, und der Sauerstoffmangel beträgt 1,4 g/100 ecm nicht eingewickeltem Sprengstoff.A weather explosive powder mixture is prepared as described in Example 1, with the exception that the percentages of peat and ammonium nitrate are reduced to 7 and 45% and the percentage of dendritic salt is increased to 37.5%. The bulk density of the resulting powder explosives mixture is then 0.78 g / ccm at 1.7 atm pressure, and if this powder is compressed into charges with a density of 0.75 g / ccm, its detonation speed is 1450 m / sec. The power is 39% that of a blasting gelatin, and the oxygen deficiency is 1.4 g / 100 ecm unwrapped explosives.
Zwecks Durchführung von Vergleichsversuchen wurden zwei Wettersprengstoffpulvermischungen hergestellt, von denen jede folgende Zusammensetzung besaß:In order to carry out comparative tests, two weather explosives powder mixtures were prepared, each of which had the following composition:
80: 20 Mischung von Nitroglycerin und80:20 mixture of nitroglycerin and
Äthylenglykoldinitrat 10%Ethylene glycol dinitrate 10%
Torf (einer Schüttdichte von 0,20 g/ccm unter einem Packungsdruck von 1,7 at) i2°/0 Peat (with a bulk density of 0.20 g / ccm under a pack pressure of 1.7 at) i2 ° / 0
Ammoniumnitrat 55,5%Ammonium nitrate 55.5%
Natriumnitrat 10%Sodium nitrate 10%
Natriumchlorid I2% 8s Sodium chloride I2 % 8s
Diammoniumphosphat °,2%Diammonium phosphate °, 2%
Naturharz °»3°/oNatural resin ° »3 ° / o
Jede dieser Massen besaß eine Schüttdichte von 0,68 g/ccm bei 1,7 at. Die eine Masse wurde gemäß der Erfindung hergestellt, wobei das Ammoniumnitrat eine Schüttdichte von 0,82 g/ccm unter einem Packdruck von 1,7 at besaß und das Natriumchlorid eine Schüttdichte von 0,82 g/ccm bei 1,7 at Druck und die andere nicht gemäß der Erfindung hergestellt wurde und das Ammoniumnitrat eine Schüttdichte von 0,71 g/ccm unter einem Packdruck von 1,7 at besaß und das Natriumchlorid eine Schüttdichte von 1,3 g/ccm bei 1,7 at Druck.Each of these masses had a bulk density of 0.68 g / ccm at 1.7 at. One mass was according to of the invention, the ammonium nitrate having a bulk density of 0.82 g / ccm under a Pack pressure of 1.7 at and the sodium chloride had a bulk density of 0.82 g / ccm at 1.7 at pressure and the other was not made according to the invention and the ammonium nitrate has a bulk density of 0.71 g / ccm under a packing pressure of 1.7 at and the sodium chloride had a bulk density of 1.3 g / ccm at 1.7 at pressure.
Diese beiden Sprengstoffpulvermischungen wurden zu Ladungen einer Dichte von 0,68 g/ccm verarbeitet.These two explosive powder mixtures were made into charges with a density of 0.68 g / ccm.
Die Sprengeigenschaften dieser beiden Pulversprengstoffe waren im wesentlichen die gleichen, jedoch während 227 g einer Ladung mit einer Zusammensetzung, die nicht der Erfindung entspricht, in einer Methan-Luft-Mischung, welche 9 Volumprozent Methan enthielt, die Atmosphäre zündete, wenn die Ladung mit einem elektrischen Knallquecksilber-Chlorat-Zünder Nr. 6 gezündet wurde, und zwar in einer Kupferlegierungshülle, zündete im Gegensatz dazu eine solche Ladung einer Pulvermischung gemäß der Erfindung die Atmosphäre nicht.The blasting properties of these two powder explosives were essentially the same, but during 227 g of a load with a composition not in accordance with the invention, ignited the atmosphere in a methane-air mixture, which contained 9 percent by volume methane, when charging with an electric mercury-chlorate detonator No. 6 was ignited, in a copper alloy shell, in contrast, ignited such a charge of a powder mixture according to the invention, the atmosphere is not.
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